建筑防火设计
某历史建筑疏散设施消防安全分析
洪声隆1, 马全军2, 王宗存3, 黄 鑫3
(1. 中山市消防支队, 广东中山528400; 2. 天津市消防总队, 天津300090;
3. 公安部天津消防研究所, 天津300381)
摘 要:分析了作为宾馆使用的某历史建筑在修缮过程中遇到的安全疏散问题, 在充分考虑使用功能要求与文物保护之间关系的基础上, 提出了相应的消防安全措施, 并通过计算机模拟预测了可能的火灾情形和人员疏散状态。
关键词:历史建筑; 消防; 建筑防火; 安全疏散中图分类号:X 924, TU 247. 4 文献标志码:B 文章编号:1009-0029(2009) 08-0592-02
可能处于睡眠状态等情况, 应采取措施降低因设置敞开楼梯而导致的不安全因素。
考虑到楼梯无法按规范要求进行改造, 在修缮过程中, 提出了替代的防火分隔方案, 扩大了楼梯的封闭范围, 并设置了高度不小于500mm 的挡烟垂壁, 其二层的分隔示意如图1所示。1, , 原敞开楼梯, 。与其他封闭楼, , , 以防止这些客房发生火灾后火和烟气蔓延至楼梯间影响人员疏散。设置的挡烟垂壁主要用于延滞部分进入楼梯间的烟气向上层蔓延, 为上层人员的安全疏散提供时间。此外, 考虑到楼梯均为木构件, 在疏散楼梯部位设置了喷头, 以加强楼梯自身的防火保护
。
历史建筑是重要的历史文化遗产, 建筑和结构特点, 要求。, , 防安全水平, 给消防工作提出了新的挑战。
某酒店属于国家重点文物保护单位, 该建筑地上3层, 建筑高度14. 7m , 首层为餐厅, 二、三层为客房。为满足服务升级和使用功能的需要, 对该酒店进行修缮时, 发现该建筑设置的敞开楼梯不符合现行消防技术规范中要求该类建筑应设置封闭楼梯间的规定。1 消防安全措施1. 1 消防问题
受建筑取材的制约和传统习惯的影响, 我国古建筑多为砖木结构。该酒店建筑外墙为砖混结构, 梁、楼板和屋架为木结构。此次修缮除对建筑外观进行保护性修复外, 对建筑内部设施也进行了调整。该建筑层高4. 9m , 每层建筑面积1600m 2, 设有两部敞开木楼梯。根据《建筑设计防火规范》第5. 3. 5条规定, 该建筑应采用室内封闭楼梯间或室外疏散楼梯。由于维持历史建筑旧有风貌的需要, 该建筑设置的两部敞开疏散楼梯形式和材质不允许改变, 无法按规范设置楼梯间。1. 2 解决方案
建筑中设置的敞开楼梯在火灾情况下容易成为烟气竖向蔓延的通道, 影响建筑物内人员的安全疏散。规范中对建筑中的竖向开口部位如自动扶梯、敞开楼梯等有明确的分隔要求, 同时对包括电缆井、管道井、排烟道等竖向管井分隔也作出了详细的防止火灾和烟气竖向蔓延的规定。该酒店用途为宾馆, 内部两部疏散楼梯均为敞开楼梯, 考虑到外来住宿人员不熟悉环境和592
图1 二层敞开楼梯防火分隔及挡烟垂壁
2 疏散安全分析2. 1 模拟计算
为了验证在采取上述措施后该大饭店的疏散设施能否满足人员疏散的要求, 对该建筑的人员疏散进行了计算模拟。使用FD S 软件计算人员的可用疏散时间, 使用PathF inder 软件计算人员的必需疏散时间。考虑到该建筑首层餐饮区的布局与其上层的客房区类似, 餐饮区的火灾荷载密度相对客房区较小, 且位于首层, 直通室外的出口较多, 根据火灾场景的确定原则, 在二层火灾危险性较大的客房区设置火源, 以研究疏散设施的有效性, 火源位置如图1所示。该火源位置靠近疏散楼梯, 对人员的疏散影响较大。
F ire Sc ience and Technology , A ugust 2009, V o l 28, N o . 8
设定火灾场景时考虑了通往楼梯间的防火门在发生火灾时正常关闭和未正常关闭两种情况, 以分析这两种情况下烟气蔓延对二层及三层人员疏散的影响, 以及挡烟垂壁的有效性。火灾按照快速发展火考虑, 自动喷水灭火系统有效时的火灾最大热释放速率为1. 3MW , 失效时为7. 1MW , 有关计算结果见表1。
表1 安全疏散时间模拟计算结果
设定火灾场景
喷淋有效、喷淋有效、排烟失效喷淋失效、排烟有效喷淋有效、喷淋有效、排烟失效喷淋失效、排烟有效
可用疏散时间 s 必需疏散时间 s 第二层第三层第二层第三层
200180190
---[***********]
---270270楼梯间。因此, 该酒店的疏散楼梯采用了挡烟垂壁和乙
级防火门等措施后, 可以满足人员安全疏散的需要。3 结 论
历史建筑的唯一性和不可再生性决定了必须加大对历史建筑的管理和防火保护力度, 以避免因火灾导致不可接受的损失。该酒店作为历史建筑虽然具有一定的特殊性, 但在建筑耐火等级低、安全疏散条件差等问题上与其他的历史建筑有一定的共性。为满足使用功能需要和保护好古建筑所承载的历史信息而采取的用敞开防火门分隔的扩大封闭楼梯间和挡烟垂壁等防火措施, 可供其他建筑借鉴。
参考文献:
[1]. J ]. 消防科学与技术,
2:.
J ]消防科学与技术, 2008, 27
(:3]任海龙, 高云晖. 古建筑大悲阁火灾蔓延数值模拟[J ]. 消防科学与
防火门关闭
>1200>1200235241
309防火门未关闭
2. 2根据表1, 闭时, 况下, 二层客房区人员可安全疏散; 在自动喷水灭火系统或机械排烟系统失效的情况下, 二层客房区人员将不能安全疏散。考虑到即使自动喷水灭火系统和机械排烟系统能正常启动, 在楼梯间防火门正常关闭的情况下留给人员疏散的时间仍然相对较少, 且该建筑为古建筑, 应尽量减小火灾蔓延的范围。因此, 笔者建议其客房门均采用常闭乙级防火门, 以降低发生火灾时烟气蔓延至走道内和火灾通过走道蔓延至其他房间的可能性。
当楼梯间的防火门不能正常关闭时, 根据表1与防火门能正常关闭的情况相对比, 二层人员的可用疏散时间在相同的系统条件下都增加了。这是因为防火门没有关闭, 烟气会蔓延至楼梯间和三层, 因此二层走道内客房区人员的可用疏散时间反而增长了。根据模拟的情况, 即使在自动喷水灭火系统或机械排烟系统失效的情况下, 二层客房区人员也可以安全疏散。在楼梯间设置挡烟垂壁的情况下, 即使排烟失效, 三层客房区人员的可用疏散时间仍能满足疏散需求; 但若未设置挡烟垂壁, 烟气从走道溢出后将直接蔓延至三层, 此时将不能保证三层客房区人员的安全疏散。
根据计算, 在不设防火门但设有挡烟垂壁时, 人员也可以安全疏散。但人员疏散的保障性较低, 疏散时间裕度仅为39s , 考虑到实际人员特性与计算模拟的差异和消防救援需要等因素, 仍然要求设置扩大的封闭
消防科学与技术2009年8月第28卷第8期
技术, 2007, 26(6) :610-614.
[4]庄磊, 王福亮, 孙晓乾, 等. 布达拉宫古建筑火灾危险性调查研究
[J ]. 消防科学与技术, 2006, 25(3) :337-340. [5]GB50016-2006, 建筑设计防火规范[S].
Ana lysis of the f ire safety of evacua tion
fac il ities for h istor ic bu ild i ngs
12
HON G Sheng 2long , M A Q uan 2jun , 33
W AN G Zong 2cun , HUAN G X in
(1. Zhongshan F ire D etachm ent , Guangdong Zhongshan
528400, Ch ina ;
2. T ianjin General F ire B rigade ,
T ianjin
300090, Ch ina ; 3. T ianjin F ire R esearch Institute of M PS , T ianjin 300381, Ch ina )
Abstract :T he m ain fire safety p roblem s of evacuati on facilities in the repairing p rocess of a h isto ric building used as a ho tel w ere analyzed in th is article .
T ak ing full account of the
functi ons and the h isto ric building p reservati on requirem ents , the co rresponding fire safety m easures w ere p rovided . A nd the po tential fire situati on and evacuati on status w ere p redicted by computer si m ulati on .
Key words :h isto ric buildings ; fire p ro tecti on ; building fire p ro tecti on ; evacuati on
作者简介:洪声隆(1970—) , 男, 中山市消防支队副支队长, 工程师, 学士, 主要从事建筑防火与消防监督管理工作, 广东省中山市中山二路55号, 528400。
收稿日期:2009-04-28
593
建筑防火设计
某历史建筑疏散设施消防安全分析
洪声隆1, 马全军2, 王宗存3, 黄 鑫3
(1. 中山市消防支队, 广东中山528400; 2. 天津市消防总队, 天津300090;
3. 公安部天津消防研究所, 天津300381)
摘 要:分析了作为宾馆使用的某历史建筑在修缮过程中遇到的安全疏散问题, 在充分考虑使用功能要求与文物保护之间关系的基础上, 提出了相应的消防安全措施, 并通过计算机模拟预测了可能的火灾情形和人员疏散状态。
关键词:历史建筑; 消防; 建筑防火; 安全疏散中图分类号:X 924, TU 247. 4 文献标志码:B 文章编号:1009-0029(2009) 08-0592-02
可能处于睡眠状态等情况, 应采取措施降低因设置敞开楼梯而导致的不安全因素。
考虑到楼梯无法按规范要求进行改造, 在修缮过程中, 提出了替代的防火分隔方案, 扩大了楼梯的封闭范围, 并设置了高度不小于500mm 的挡烟垂壁, 其二层的分隔示意如图1所示。1, , 原敞开楼梯, 。与其他封闭楼, , , 以防止这些客房发生火灾后火和烟气蔓延至楼梯间影响人员疏散。设置的挡烟垂壁主要用于延滞部分进入楼梯间的烟气向上层蔓延, 为上层人员的安全疏散提供时间。此外, 考虑到楼梯均为木构件, 在疏散楼梯部位设置了喷头, 以加强楼梯自身的防火保护
。
历史建筑是重要的历史文化遗产, 建筑和结构特点, 要求。, , 防安全水平, 给消防工作提出了新的挑战。
某酒店属于国家重点文物保护单位, 该建筑地上3层, 建筑高度14. 7m , 首层为餐厅, 二、三层为客房。为满足服务升级和使用功能的需要, 对该酒店进行修缮时, 发现该建筑设置的敞开楼梯不符合现行消防技术规范中要求该类建筑应设置封闭楼梯间的规定。1 消防安全措施1. 1 消防问题
受建筑取材的制约和传统习惯的影响, 我国古建筑多为砖木结构。该酒店建筑外墙为砖混结构, 梁、楼板和屋架为木结构。此次修缮除对建筑外观进行保护性修复外, 对建筑内部设施也进行了调整。该建筑层高4. 9m , 每层建筑面积1600m 2, 设有两部敞开木楼梯。根据《建筑设计防火规范》第5. 3. 5条规定, 该建筑应采用室内封闭楼梯间或室外疏散楼梯。由于维持历史建筑旧有风貌的需要, 该建筑设置的两部敞开疏散楼梯形式和材质不允许改变, 无法按规范设置楼梯间。1. 2 解决方案
建筑中设置的敞开楼梯在火灾情况下容易成为烟气竖向蔓延的通道, 影响建筑物内人员的安全疏散。规范中对建筑中的竖向开口部位如自动扶梯、敞开楼梯等有明确的分隔要求, 同时对包括电缆井、管道井、排烟道等竖向管井分隔也作出了详细的防止火灾和烟气竖向蔓延的规定。该酒店用途为宾馆, 内部两部疏散楼梯均为敞开楼梯, 考虑到外来住宿人员不熟悉环境和592
图1 二层敞开楼梯防火分隔及挡烟垂壁
2 疏散安全分析2. 1 模拟计算
为了验证在采取上述措施后该大饭店的疏散设施能否满足人员疏散的要求, 对该建筑的人员疏散进行了计算模拟。使用FD S 软件计算人员的可用疏散时间, 使用PathF inder 软件计算人员的必需疏散时间。考虑到该建筑首层餐饮区的布局与其上层的客房区类似, 餐饮区的火灾荷载密度相对客房区较小, 且位于首层, 直通室外的出口较多, 根据火灾场景的确定原则, 在二层火灾危险性较大的客房区设置火源, 以研究疏散设施的有效性, 火源位置如图1所示。该火源位置靠近疏散楼梯, 对人员的疏散影响较大。
F ire Sc ience and Technology , A ugust 2009, V o l 28, N o . 8
设定火灾场景时考虑了通往楼梯间的防火门在发生火灾时正常关闭和未正常关闭两种情况, 以分析这两种情况下烟气蔓延对二层及三层人员疏散的影响, 以及挡烟垂壁的有效性。火灾按照快速发展火考虑, 自动喷水灭火系统有效时的火灾最大热释放速率为1. 3MW , 失效时为7. 1MW , 有关计算结果见表1。
表1 安全疏散时间模拟计算结果
设定火灾场景
喷淋有效、喷淋有效、排烟失效喷淋失效、排烟有效喷淋有效、喷淋有效、排烟失效喷淋失效、排烟有效
可用疏散时间 s 必需疏散时间 s 第二层第三层第二层第三层
200180190
---[***********]
---270270楼梯间。因此, 该酒店的疏散楼梯采用了挡烟垂壁和乙
级防火门等措施后, 可以满足人员安全疏散的需要。3 结 论
历史建筑的唯一性和不可再生性决定了必须加大对历史建筑的管理和防火保护力度, 以避免因火灾导致不可接受的损失。该酒店作为历史建筑虽然具有一定的特殊性, 但在建筑耐火等级低、安全疏散条件差等问题上与其他的历史建筑有一定的共性。为满足使用功能需要和保护好古建筑所承载的历史信息而采取的用敞开防火门分隔的扩大封闭楼梯间和挡烟垂壁等防火措施, 可供其他建筑借鉴。
参考文献:
[1]. J ]. 消防科学与技术,
2:.
J ]消防科学与技术, 2008, 27
(:3]任海龙, 高云晖. 古建筑大悲阁火灾蔓延数值模拟[J ]. 消防科学与
防火门关闭
>1200>1200235241
309防火门未关闭
2. 2根据表1, 闭时, 况下, 二层客房区人员可安全疏散; 在自动喷水灭火系统或机械排烟系统失效的情况下, 二层客房区人员将不能安全疏散。考虑到即使自动喷水灭火系统和机械排烟系统能正常启动, 在楼梯间防火门正常关闭的情况下留给人员疏散的时间仍然相对较少, 且该建筑为古建筑, 应尽量减小火灾蔓延的范围。因此, 笔者建议其客房门均采用常闭乙级防火门, 以降低发生火灾时烟气蔓延至走道内和火灾通过走道蔓延至其他房间的可能性。
当楼梯间的防火门不能正常关闭时, 根据表1与防火门能正常关闭的情况相对比, 二层人员的可用疏散时间在相同的系统条件下都增加了。这是因为防火门没有关闭, 烟气会蔓延至楼梯间和三层, 因此二层走道内客房区人员的可用疏散时间反而增长了。根据模拟的情况, 即使在自动喷水灭火系统或机械排烟系统失效的情况下, 二层客房区人员也可以安全疏散。在楼梯间设置挡烟垂壁的情况下, 即使排烟失效, 三层客房区人员的可用疏散时间仍能满足疏散需求; 但若未设置挡烟垂壁, 烟气从走道溢出后将直接蔓延至三层, 此时将不能保证三层客房区人员的安全疏散。
根据计算, 在不设防火门但设有挡烟垂壁时, 人员也可以安全疏散。但人员疏散的保障性较低, 疏散时间裕度仅为39s , 考虑到实际人员特性与计算模拟的差异和消防救援需要等因素, 仍然要求设置扩大的封闭
消防科学与技术2009年8月第28卷第8期
技术, 2007, 26(6) :610-614.
[4]庄磊, 王福亮, 孙晓乾, 等. 布达拉宫古建筑火灾危险性调查研究
[J ]. 消防科学与技术, 2006, 25(3) :337-340. [5]GB50016-2006, 建筑设计防火规范[S].
Ana lysis of the f ire safety of evacua tion
fac il ities for h istor ic bu ild i ngs
12
HON G Sheng 2long , M A Q uan 2jun , 33
W AN G Zong 2cun , HUAN G X in
(1. Zhongshan F ire D etachm ent , Guangdong Zhongshan
528400, Ch ina ;
2. T ianjin General F ire B rigade ,
T ianjin
300090, Ch ina ; 3. T ianjin F ire R esearch Institute of M PS , T ianjin 300381, Ch ina )
Abstract :T he m ain fire safety p roblem s of evacuati on facilities in the repairing p rocess of a h isto ric building used as a ho tel w ere analyzed in th is article .
T ak ing full account of the
functi ons and the h isto ric building p reservati on requirem ents , the co rresponding fire safety m easures w ere p rovided . A nd the po tential fire situati on and evacuati on status w ere p redicted by computer si m ulati on .
Key words :h isto ric buildings ; fire p ro tecti on ; building fire p ro tecti on ; evacuati on
作者简介:洪声隆(1970—) , 男, 中山市消防支队副支队长, 工程师, 学士, 主要从事建筑防火与消防监督管理工作, 广东省中山市中山二路55号, 528400。
收稿日期:2009-04-28
593